DE102016105039B4 - Touchable glass or glass ceramic element with reduced light scattering and / or light deflection and method for its production - Google Patents
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Abstract
Touchfähiges Glas- oder Glaskeramikelement (1), aufweisend eine glatte Oberseite (11), wobei als glatt eine Fläche bezeichnet ist, welche in sich keine Strukturen mit einer Höhe von mehr als 0,05 mm aufweist, sowie eine strukturierte Unterseite (12), wobei die Strukturen (2) der Unterseite (12) zumindest in einem Bereich (4) des Glas- oder Glaskeramikelements (1) mit verminderter Lichtstreuung und/oder Lichtablenkung mit einer dielektrischen Substanz (3) lediglich partiell aufgefüllt sind, sodass die mittlere Strukturhöhe hder strukturierten Unterseite (12), angegeben als Mittelwert des Abstandes zwischen dem niedrigsten und dem höchsten Punkt des Oberflächenverlaufs der Unterseite (12), nach Einbringen der dielektrischen Substanz (3) zwischen 5 % und 95 % der mittleren Strukturhöhe hder strukturierten Unterseite (12) vor Einbringen der dielektrischen Substanz entspricht, und wobei die relative Dielektrizitätskonstante εdes Glas- oder Glaskeramikelements (1) vor dem Einbringen der dielektrischen Substanz (3) und die relative Dielektrizitätskonstante εdes Glas- oder Glaskeramikelements (1) nach dem Einbringen der dielektrischen Substanz um nicht mehr als 10 % voneinander abweichen.Touchable glass or glass ceramic element (1), comprising a smooth upper side (11), wherein a surface is designated as being smooth, which does not have structures with a height of more than 0.05 mm, and a structured underside (12), wherein the structures (2) of the underside (12) at least in a region (4) of the glass or glass ceramic element (1) with a reduced light scattering and / or light deflection with a dielectric substance (3) are only partially filled, so that the average structure height hder structured bottom (12), indicated as the average of the distance between the lowest and the highest point of the surface profile of the underside (12), after introduction of the dielectric substance (3) between 5% and 95% of the average structural height h of the structured underside (12) Introducing the dielectric substance, and wherein the relative dielectric constant ε of the glass or glass ceramic element (1) before the introduction n of the dielectric substance (3) and the relative permittivity ε of the glass or glass ceramic element (1) do not deviate from one another by more than 10% after the introduction of the dielectric substance.
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft Glas- oder Glaskeramikelemente, beispielsweise Kochfelder aus Glas oder Glaskeramik, welche eine glatte Oberseite sowie eine strukturierte Unterseite sowie in mindestens einem Bereich eine verminderte Lichtstreuung und/oder Lichtablenkung aufweisen. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung solcher Glas- oder Glaskeramikelemente.The invention relates to glass or glass ceramic elements, for example hobs made of glass or glass ceramic, which have a smooth upper side and a structured lower side and in at least one area a reduced light scattering and / or light deflection. Another aspect of the invention relates to a method for producing such glass or glass ceramic elements.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Glas- oder Glaskeramikelemente, welche eine glatte erste Seite sowie eine strukturierte zweite Seite aufweisen, sind bereits seit langem bekannt. Beispielsweise finden solche auf einer Seite strukturierten Glas- oder Glaskeramikelemente Einsatz als Strukturglas beispielsweise in Türen oder Fenstern, welche lediglich lichtdurchlässig wirken, aber keine freie Durchsicht auf dahinter liegende Bereiche ermöglichen sollen.Glass or glass ceramic elements which have a smooth first side and a structured second side have been known for a long time. For example, find such structured on one side glass or glass ceramic elements use as a structural glass, for example, in doors or windows, which only translucent effect, but should not allow a clear view of underlying areas.
Weiterhin sind solche Elemente auch als Kochflächen bekannt, beispielsweise als Kochflächen aus Glaskeramik. Bei solchen Glas- oder Glaskeramikkochflächen ist oft die Seite, welche dem Anwender abgewandt ist, genoppt ausgebildet. Dies liegt daran, dass auf diese Weise die Handhabung der Kochflächen erleichtert ist. So verhindert die Noppenstruktur der Unterseite eine starke Verminderung der Festigkeit des Glases oder der Glaskeramik infolge von Kratzern oder sonstigen Schäden an der Unterseite. Demgegenüber sind beidseitig glatt ausgebildete Gläser oder Glaskeramiken wesentlich anfälliger gegenüber Beschädigungen bei der Handhabung wie beispielsweise Kratzern und bedürfen im Produktionsablauf, beispielsweise bei der Herstellung von Haushaltsgeräten, einer deutlich größeren Sorgfalt.Furthermore, such elements are also known as cooking surfaces, for example, as cooking surfaces of glass ceramic. In such glass or glass ceramic cooking surfaces often the side which faces away from the user, formed genoppt. This is because in this way the handling of the cooking surfaces is facilitated. Thus, the nub structure of the underside prevents a strong reduction in the strength of the glass or the glass-ceramic due to scratches or other damage to the underside. In contrast, both sides smoothly trained glasses or glass ceramics are much more susceptible to damage during handling such as scratches and require in the production process, for example, in the production of household appliances, a much greater care.
Auch wenn damit Gläser oder Glaskeramiken, welche über eine genoppte Unterseite verfügen, deutliche Vorteile bei der Handhabung sowie in der resultierenden Festigkeit aufweisen, beispielsweise gegenüber einer Stoßbelastung von oben, weisen sie jedoch auch eine Reihe von Nachteilen auf. Insbesondere ist die Durchsicht von oben auf unterhalb der Kochfläche befindliche Elemente, beispielsweise elektrooptische Anzeigeelemente wie Displays, durch die an der Unterseite des Glas- oder Glaskeramikelements befindliche Struktur nur eingeschränkt möglich. Somit ist bei solchen strukturierten Glas- oder Glaskeramikelementen die Integration hochauflösender elektrooptischer Anzeigeelemente, also beispielsweise von Displays mit einer hohen sogenannten Punktdichte, nicht möglich.Even though glasses or glass ceramics which have a dimpled underside have clear advantages in handling as well as in the resulting strength, for example against a shock load from above, they also have a number of disadvantages. In particular, the viewing from above on elements located beneath the cooking surface, for example electro-optical display elements such as displays, is limitedly possible due to the structure located on the underside of the glass or glass ceramic element. Thus, in such structured glass or glass ceramic elements, the integration of high-resolution electro-optical display elements, ie, for example, displays with a high so-called dot density, not possible.
Gerade bei der Integration moderner Displays spielt weiterhin nicht nur die Durchsicht durch ein transparentes Abdeckelement, beispielsweise aus Glas oder Glaskeramik, eine Rolle, die auch die Verwendung hochauflösender Optiken ermöglicht. Vielmehr spielt auch die Frage des Farbortes der Abbildung eine Rolle. So besteht zunehmend das Bedürfnis, auch vielfarbige Anzeigen zu realisieren. Allerdings sind Glaskeramiken häufig zwar insofern transparent ausgebildet, dass sie zumindest teilweise durchlässig für elektromagnetische Strahlung auch im Bereich des sichtbaren Lichts, also bei Wellenlängen zwischen 380 nm und 780 nm sind, weisen allerdings in Aufsicht eine schwarze Farbe und in Transmission eine ins Bräunliche gehende Färbung auf. Bei der Verwendung farbiger Anzeigen oder von Beleuchtungen mit einem neutralen Farbort, beispielsweise von weißen LEDs, kommt es hier zu einer unerwünschten Farbveränderung.Especially with the integration of modern displays continues to play not only the review by a transparent cover, such as glass or glass ceramic, a role that also allows the use of high-resolution optics. Rather, the question of the color location of the figure also plays a role. Thus, there is an increasing need to realize multi-colored displays. However, glass ceramics are often transparent in that they are at least partially transmissive to electromagnetic radiation in the visible light, ie at wavelengths between 380 nm and 780 nm, but have a black color in supervision and a browning in color transmission on. When using colored displays or lighting with a neutral color location, such as white LEDs, this leads to an undesirable color change.
Zunehmend von großer Bedeutung ist auch die Integration von Touch-Sensoren, beispielsweise von kapazitiven Touch-Sensoren, für die Bedienung von Kochflächen. Hierzu sind die dielektrischen Eigenschaften des die Kochfläche bildenden Glas- oder Glaskeramikelements von besonderer Bedeutung.Increasingly important is the integration of touch sensors, for example, capacitive touch sensors, for the operation of cooking surfaces. For this purpose, the dielectric properties of the cooking surface forming glass or glass ceramic element are of particular importance.
Um Kochflächen mit erleichterter Handhabung bei gleichzeitig guter Durchsicht auf beispielsweise Anzeigeelemente wie Displays, insbesondere hochauflösende Displays, zu ermöglichen, werden im Stand der Technik eine Reihe von Maßnahmen vorgeschlagen. Auch hinsichtlich der Veränderung der Farbe von Anzeigen stellt der Stand der Technik unterschiedliche Lösungen vor.In order to enable cooking surfaces with easier handling while at the same time having a good view of, for example, display elements such as displays, in particular high-resolution displays, a number of measures are proposed in the prior art. Also, regarding the change of the color of displays, the prior art presents different solutions.
Beispielsweise offenbart die US-amerikanische Schutzrechtsanmeldung
Das deutsche Schutzrecht
Das deutsche Schutzrecht
In der deutschen Schutzrechtsanmeldung
Weiterhin sind auf der Frontscheibe und der Beleuchtungseinheit unterschiedliche Maskierungen angebracht. Somit ist hier zwar ein optischer Filter offenbart, allerdings kein Verfahren beschrieben, mit welchem die Durchsicht durch eine Scheibe, die an mindestens einer Seite mit einer Profilierung versehen ist, verbessert würde.Furthermore, different maskings are mounted on the windscreen and the lighting unit. Thus, although an optical filter disclosed here, but no method is described, with which the review would be improved by a disc which is provided on at least one side with a profiling.
Weiterhin offenbart die US-amerikanische Schutzrechtsanmeldung
Die deutsche Offenlegungsschrift
Die deutsche Offenlegungsschrift
Somit besteht ein Bedarf an einem Glas- oder Glaskeramikelement, welches bei gleichzeitig erleichterter Handhabung zumindest in Teilbereichen eine verminderte Streuung aufweist und weiterhin bei der weiterhin eine Touchfähigkeit mit üblichen kapazitiven Touch-Sensoren, die für Kochflächen bereits Verwendung finden, gegeben ist. Thus, there is a need for a glass or glass ceramic element, which at the same time facilitated handling at least in some areas has a reduced dispersion and further in the continued touchability with conventional capacitive touch sensors that are already used for cooking surfaces, is given.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Die Erfindung hat zur Aufgabe, ein Glas- oder Glaskeramikelement mit verminderter Lichtstreuung und/oder Lichtablenkung in mindestens einem Bereich bereitzustellen, wobei das Glas- oder Glaskeramikelement mit einem kapazitiven Touch-Sensor bedienbar ist. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Glas- oder Glaskeramikartikels.It is an object of the invention to provide a glass or glass ceramic element with reduced light scattering and / or light deflection in at least one region, wherein the glass or glass ceramic element can be operated with a capacitive touch sensor. Another aspect of the invention relates to a method for producing such a glass or glass ceramic article.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Die Erfindung wird auf überraschend einfache Weise gelöst durch ein Glas- oder Glaskeramikelement nach Anspruch 1 sowie ein Verfahren nach Anspruch 13. Bevorzugte Ausführungsformen finden sich in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen.The invention is achieved in a surprisingly simple manner by a glass or glass ceramic element according to
Das erfindungsgemäße touchfähige Glas- oder Glaskeramikelement weist eine glatte Oberseite sowie eine strukturierte Unterseite auf, wobei in mindestens einem Bereich die Lichtstreuung und/oder Lichtablenkung der Strukturen der Unterseite vermindert ist.The touchable glass or glass ceramic element according to the invention has a smooth upper side and a structured underside, the light scattering and / or light deflection of the structures of the underside being reduced in at least one area.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter Lichtablenkung die optische, refraktive Lichtablenkung verstanden, welche beispielsweise bei optischen Elementen wie Linsen auftritt. In diesem Sinne kann sich an einer genoppt ausgebildeten Unterseite einer Glaskeramik durch die Noppenstrukturen der Unterseite eine Lichtablenkung ergeben, welche jeweils an der Stelle einer Noppe zu derjenigen eines konvex/konkaven optischen Elements ähnlich ist.For the purposes of the present invention, light deflection is understood to mean the optical, refractive light deflection which occurs, for example, in the case of optical elements such as lenses. In this sense, a light deflection can result on a nubby underside of a glass ceramic through the nub structures of the underside, which is similar in each case at the location of a nub to that of a convex / concave optical element.
Nicht unter den Begriff der Lichtablenkung im Sinne der vorliegenden Erfindung soll eine Ablenkung des Lichts fallen, welche lediglich an den ansonsten ebenen, insbesondere glatten Flächen durch den Übertritt des Lichts in ein Medium mit einem abweichenden Brechungsindex hervorgerufen wird.Not the term "light deflection" in the sense of the present invention is intended to mean a deflection of the light which is caused only by the passage of the light into a medium with a different refractive index on the otherwise flat, in particular smooth surfaces.
Vorteilhaft ist hierbei die mit der verminderten Lichtstreuung und/oder Lichtablenkung einhergehende höhere Konturenschärfe in Durchsicht, beispielsweise einer Anzeige wie einer 7-Segmentanzeige.The advantage here is the higher sharpness of contours in view, which is accompanied by the reduced light scattering and / or light deflection, for example a display such as a 7-segment display.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird dabei als glatt eine Fläche dann bezeichnet, welche in sich keine Strukturen mit einer Höhe von mehr als 0,05 mm aufweist. Dabei bedeutet „in sich“, dass die aus dem Glas bzw. der Glaskeramik gebildete Fläche selbst nur kleinere Strukturhöhen als 0,05 mm aufweist, wobei die Strukturhöhe hier als mittlere Strukturhöhe angegeben ist, also als Mittelwert des Abstandes dem jeweils niedrigsten und dem jeweils höchsten Punkt des Oberflächenverlaufs der einzelnen Strukturen. Allerdings kann die Oberseite des erfindungsgemäßen Glas- oder Glaskeramikelements darüber hinaus weitere Strukturen aufweisen, welche dieser Oberfläche nach der Formgebung aus der Schmelze aufgeprägt wurden, beispielsweise in Form von auf die Oberfläche aufgebrachten Beschichtungen. Ebenso kann die Oberseite lokale Vertiefungen und/oder Erhöhungen aufweisen, die beispielsweise durch mechanische, oder thermische Verfahren, vorzugsweise per Laserverfahren, in oder auch auf der Oberseite erzeugt wurden. Bei diesen lokalen Vertiefungen und/oder Erhöhungen kann die Strukturhöhe auch mehr als 0,05 mm betragen, bevorzugt zwischen 0,02 mm und 0,8 mm, besonders bevorzugt zwischen 0,05 mm und 0,2 mm. Der lokal umgeformte Bereich umfasst vorzugsweise weniger als 20% der Gesamtfläche der Oberseite besonders bevorzugt weniger als 10%.In the context of the present invention, a surface is then referred to as smooth, which in itself has no structures with a height of more than 0.05 mm. In this case, "in itself" means that the surface formed from the glass or the glass ceramic itself has only smaller structural heights than 0.05 mm, wherein the structural height is indicated here as the average structural height, ie as the mean value of the distance to the respectively lowest and the respectively highest point of the surface course of the individual structures. However, the upper side of the glass or glass ceramic element according to the invention may additionally have further structures which have been imprinted from this surface after shaping, for example in the form of coatings applied to the surface. Likewise, the upper side can have local depressions and / or elevations which have been produced, for example, by mechanical or thermal processes, preferably by laser processes, in or on the upper side. In these local depressions and / or elevations, the structure height can also be more than 0.05 mm, preferably between 0.02 mm and 0.8 mm, particularly preferably between 0.05 mm and 0.2 mm. The locally reformed region preferably comprises less than 20% of the total surface area of the upper surface, more preferably less than 10%.
Die Strukturen der Unterseite des erfindungsgemäßen Glas- oder Glaskeramikelements sind in zumindest einem Bereich, welcher eine verminderte Lichtstreuung und/oder Lichtablenkung aufweist, mit einer dielektrischen Substanz lediglich partiell aufgefüllt. Auf diese Weise entspricht die mittlere Strukturhöhe hn nach Einbringen der dielektrischen Substanz zwischen 5 % und 95 % der mittleren Strukturhöhe hv der strukturierten Unterseite vor Einbringen der dielektrischen Substanz. Bevorzugt beträgt die mittlere Strukturhöhe hn zwischen 5 % und 60 % und besonders bevorzugt zwischen 15 % und 50 % der Strukturhöhe hv. Weiterhin weichen die relative Dielektrizitätskonstante εR,v das Glas- oder Glaskeramikelements der vorliegenden Erfindung und die relative Dielektrizitätskonstante εR,n nach dem Einbringen der dielektrischen Substanz um nicht mehr als 10 %, vorzugsweise um nicht mehr als 5 %, voneinander ab.The structures of the underside of the glass or glass ceramic element according to the invention are only partially filled with a dielectric substance in at least one region which has reduced light scattering and / or light deflection. In this way, the average structure height h corresponds to n after introduction of the dielectric substance between 5% and 95% of the average structure height h v of the structured bottom before introducing the dielectric substance. The average structural height h n is preferably between 5% and 60% and particularly preferably between 15% and 50% of the structural height h v . Furthermore, the relative dielectric constant ε R, v of the glass or glass ceramic element of the present invention and the relative dielectric constant ε R, n after introduction of the dielectric substance by not more than 10%, preferably not more than 5%, from each other.
Bei dem Glas- oder Glaskeramikelement der vorliegenden Erfindung ist also das Einbringen der dielektrischen Substanz so erfolgt, dass die Strukturtäler teilweise mit der Substanz verfüllt sind. Die Spitzen der Struktur weisen demgegenüber eine deutlich geringere Belegung mit der dielektrischen Substanz auf. Damit wird die Gesamtdicke des Glas- oder Glaskeramikelements durch das Einbringen der dielektrischen Substanz nicht bzw. nur in sehr geringem Maße erhöht. Somit unterscheiden sich die Dicken solcher erfindungsgemäßer Glas- oder Glaskeramikelemente von denen von Glas- oder Glaskeramikelementen, bei denen es zu keiner lediglich partiellen Verfüllung der Strukturen gekommen ist, lediglich in derselben Größenordnung voneinander, in der übliche fertigungstechnische Toleranzen für die Dicke von Glas- oder Glaskeramiken liegen. Diese Toleranzen liegen üblicherweise im Bereich von 0,1 mm oder weniger. In the glass or glass ceramic element of the present invention, therefore, the introduction of the dielectric substance is carried out so that the structure valleys are partially filled with the substance. In contrast, the tips of the structure have a significantly lower occupancy with the dielectric substance. Thus, the total thickness of the glass or glass ceramic element by the introduction of the dielectric substance is not or only to a very limited extent. Thus, the thicknesses of such glass or glass ceramic elements of the invention differ from those of glass or glass ceramic elements in which there has been no only partial filling of the structures, only in the same order of magnitude, in the usual manufacturing tolerances for the thickness of glass or Glass ceramics lie. These tolerances are usually in the range of 0.1 mm or less.
Obwohl die Verfüllung der Strukturen mit der dielektrischen Substanz nicht so erfolgt, dass eine vollkommen glatte Oberfläche der so behandelten Unterseite erhalten wird, hat sich überraschenderweise gezeigt, dass so dennoch eine deutlich verbesserte Durchsicht durch das Glas- oder Glaskeramikelement erzielt wird. Insbesondere ist die solcherart verminderte Reduzierung der in Durchsicht ausreichend, dass hochauflösende Displays mit einer Pixeldichte von bis zu 210 dpi (Dots per inch) werden können.Although the filling of the structures with the dielectric substance does not take place in such a way that a completely smooth surface of the thus treated underside is obtained, it has surprisingly been found that nevertheless a clearly improved view is achieved by the glass or glass ceramic element. In particular, the reduced so-called reduction in transparency is sufficient to enable high resolution displays with a pixel density of up to 210 dpi (dots per inch).
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Strukturspitzen der strukturierten Unterseite nicht mit der dielektrischen Substanz belegt.According to one embodiment of the invention, the structure tips of the structured underside are not covered with the dielectric substance.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist unterhalb des Bereichs mit verminderter Lichtstreuung/ Lichtablenkung ein elektrooptisches Anzeigegerät angeordnet. Bevorzugt handelt es sich dabei um ein Display, besonders bevorzugt um ein Display, welches eine Auflösung mit einer Pixeldichte von bis zu 210 dpi (Dots per inch) aufweist.According to a further embodiment of the invention, an electro-optical display device is arranged below the area with reduced light scattering / light deflection. This is preferably a display, particularly preferably a display which has a resolution with a pixel density of up to 210 dpi (dots per inch).
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die dielektrische Substanz im Wellenlängenbereich von 380 nm bis 780 nm eine Transmission für elektromagnetische Strahlung von mindestens 80 %, bevorzugt von mindestens 90 %, auf. Durch den Auftrag der dielektrischen Substanz ändert sich somit die Transmission für elektromagnetische Strahlung im Wellenlängenbereich von 380 nm bis 780 nm nur äußerst geringfügig und weicht von der eines Glas- oder Glaskeramikelements, welches keine solche Substanz aufweist, höchstens um 5 Prozentpunkte ab.According to a further embodiment of the invention, the dielectric substance in the wavelength range from 380 nm to 780 nm has a transmission for electromagnetic radiation of at least 80%, preferably of at least 90%. By applying the dielectric substance, the transmission for electromagnetic radiation in the wavelength range from 380 nm to 780 nm thus changes only very slightly and differs from that of a glass or glass ceramic element which has no such substance by at most 5 percentage points.
Bevorzugt weist die dielektrische Substanz eine Temperaturfestigkeit von mindestens 250°C, bevorzugt von mindestens 270°C, kurzzeitig bei 300°C, sowie eine Dauerbelastbarkeit von mindestens 300 h bei 100°C, bevorzugt mindestens 400 h bei 100°C sowie besonders bevorzugt von mindestens 500 h bei 100°C auf. Die Temperaturfestigkeit wird hier bestimmt durch einen Vergleich der Transmission für elektromagnetische Strahlung im Wellenlängenbereich von 380 nm bis 780 nm vor und nach einer thermischen Belastung. Der maximale Unterschied der Transmissionswerte vor und nach thermischer Belastung beträgt höchstens 5 Prozentpunkte.The dielectric substance preferably has a temperature resistance of at least 250 ° C., preferably of at least 270 ° C., for a short time at 300 ° C., and a continuous capacity of at least 300 h at 100 ° C., preferably at least 400 h at 100 ° C., and more preferably of at least 500 h at 100 ° C. The temperature resistance is determined here by comparing the transmission for electromagnetic radiation in the wavelength range from 380 nm to 780 nm before and after a thermal load. The maximum difference of the transmission values before and after thermal loading is at most 5 percentage points.
Bevorzugt ist die dielektrische Substanz als Silikonharz ausgebildet. Nochmals bevorzugt weist das Silikonharz funktionalisierte organische Gruppen auf. Als funktionalisierte organische Gruppen können z.B. Modifikationen durch Polyester, Polyacrylate, Epoxide, Vinyle, Acrylate, Methacrylate, Alkane eingesetzt werden. Die dielektrische Substanz kann jedoch auch in Form von anderen transparenten Materialien, z.B. Polyacrylaten, Polycarbonaten, Polymethacrylaten, Optical Clear Adhesives, letztere z.B. von der Firma 3M, auftreten.Preferably, the dielectric substance is formed as a silicone resin. Still more preferably, the silicone resin has functionalized organic groups. As functionalized organic groups, e.g. Modifications by polyesters, polyacrylates, epoxies, vinyls, acrylates, methacrylates, alkanes can be used. However, the dielectric substance may also be in the form of other transparent materials, e.g. Polyacrylates, polycarbonates, polymethacrylates, Optical Clear Adhesives, the latter e.g. from the company 3M.
Der Vorteil von Silikonharzen oder Silikonen liegt in ihrer hohen Elastizität. Diese entsteht durch die frei beweglichen Ketten über hohe Rotations-, Translations- und Schwingungsfreiheitsgrade. Diese kompensieren entstehende Zugspannungen bei mechanischen Einflüssen bzw. bei der Trocknung der Schicht auf dem Substrat und vermeiden somit eine Rissbildung.The advantage of silicone resins or silicones lies in their high elasticity. This is created by the freely movable chains over high degrees of rotation, translation and vibration. These compensate for tensile stresses caused by mechanical influences or during drying of the layer on the substrate and thus avoid cracking.
Bevorzugt sind ebenfalls dielektrische Substanzen, die den gleichen Brechungsindex aufweisen wie das Glas oder die Glaskeramik.Also preferred are dielectric substances which have the same refractive index as the glass or the glass ceramic.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung liegt die dielektrische Substanz als Schicht mit einer maximalen Schichtdicke zwischen 60 µm und 100 µm, bevorzugt zwischen 70 µm und 90 µm, vor. Solch hohe maximale Schichtdicken sind deswegen besonders bevorzugt, weil auf diese Weise auch Strukturen mit Strukturhöhen von mehr als 100 µm ausgeglichen werden können. Die aus der dielektrischen Substanz gebildete Schicht weist dabei eine Dicke auf, welche über die räumliche Ausdehnung der Schicht variiert, je nachdem, ob die Schicht auf einer Strukturspitze oder in einem Strukturtal aufgebracht vorliegt. Als maximale Schichtdicke wird hierbei die Schichtdicke bezeichnet, welche die aus der dielektrischen Substanz gebildete Schicht in den Strukturtälern aufweist. Als eine Schicht oder Beschichtung wird dabei im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Struktur aus einem Material verstanden, wobei das Material auf eine Unterlage gebracht ist und in sich einen zusammenhängenden, räumlich abgegrenzten Bereich dieser Unterlage bedeckt.According to one embodiment of the invention, the dielectric substance is present as a layer with a maximum layer thickness between 60 μm and 100 μm, preferably between 70 μm and 90 μm. Such high maximum layer thicknesses are particularly preferred because in this way even structures with structural heights of more than 100 microns can be compensated. The layer formed from the dielectric substance in this case has a thickness which varies over the spatial extent of the layer, depending on whether the layer is present on a structure top or in a structural valley. In this case, the maximum thickness is defined as the layer thickness which forms the layer formed from the dielectric substance into the layer Structured valleys. In the context of the present invention, a layer or coating is understood as meaning a structure made of a material, the material being brought onto a substrate and covering a coherent, spatially delimited area of this substrate.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden die Begriffe Schicht und Beschichtung synonym verwendet.In the context of the present invention, the terms layer and coating are used synonymously.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Oberfläche der dielektrischen Substanz eine Oberflächenenergie zwischen 20 mN/m und 40 mN/m auf, bevorzugt zwischen 30 mN/m und 35 mN/m. Dies entspricht einem Kontaktwinkel von 80° gegen Wasser, 62° gegen Ethylenglykol und 51° gegen Diiodmethan.According to a further embodiment of the invention, the surface of the dielectric substance has a surface energy between 20 mN / m and 40 mN / m, preferably between 30 mN / m and 35 mN / m. This corresponds to a contact angle of 80 ° to water, 62 ° to ethylene glycol and 51 ° to diiodomethane.
Bevorzugt beträgt dabei der polare Anteil der Oberflächenenergie weniger als 15 mN/m, bevorzugt weniger als 8 mN/m. Der polare Anteil der Oberflächenenergie ist dabei der Anteil, welcher auf polare Wechselwirkungen der Moleküle zurückzuführen ist, also beispielsweise auf permanent vorhandene Dipolmomente. Demgegenüber steht der dispersive Anteil der Oberflächenenergie, welcher auf vorübergehende Fluktuationen der Elektronendichte (sogenannte London-Kräfte) zurückzuführen ist. Mit Vorrichtungen, welche unterhalb der Unterseite der Schicht angebracht sind, wie Kontaktelemente, Anzeigeelemente, beispielsweise hochauflösende Displays, kommt es bei höheren Temperaturen (z.B. 100°C / 40 h) zu keiner unerwünschten (chemischen) Reaktion oder Wechselwirkung. Die Bauteile im Display- und/oder Bedienbereich können so nahezu rückstandsfrei von diesem beschichteten Glas- oder Glaskeramikelement gelöst werden. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die dielektrische Substanz weiterhin mindestens einen Farbstoff und/oder ein Pigment. Das Pigment weist dabei eine Partikelgröße mit einem d50 von 100 nm oder weniger auf. Bevorzugt sind der Farbstoff und oder das Pigment so ausgebildet, dass der jeweilige Absorptionskoeffizient für elektromagnetische Strahlung im Wellenlängenbereich von 530 nm bis 630 nm geringer ist als im Wellenlängenbereich von 380 nm bis 530 nm sowie im Wellenlängenbereich 530 nm bis 780 nm. Das Pigment und/oder der Farbstoff verleihen der dielektrischen Substanz also eine blaue oder bläuliche Färbung.The polar fraction of the surface energy is preferably less than 15 mN / m, preferably less than 8 mN / m. The polar component of the surface energy is the proportion which is attributable to polar interactions of the molecules, that is, for example, to permanently existing dipole moments. On the other hand, the dispersive component of the surface energy is due to transient fluctuations of the electron density (so-called London forces). With devices which are mounted below the bottom of the layer, such as contact elements, display elements, such as high-resolution displays, there is no undesirable (chemical) reaction or interaction at higher temperatures (eg 100 ° C / 40 h). The components in the display and / or operating area can thus be detached from this coated glass or glass ceramic element with virtually no residue. According to a particularly preferred embodiment of the invention, the dielectric substance furthermore comprises at least one dye and / or one pigment. The pigment has a particle size with a d 50 of 100 nm or less. Preferably, the dye and / or the pigment are formed so that the respective absorption coefficient for electromagnetic radiation in the wavelength range of 530 nm to 630 nm is less than in the wavelength range of 380 nm to 530 nm and in the wavelength range 530 nm to 780 nm. The pigment and / or the dye thus impart a blue or bluish tint to the dielectric substance.
Eine solche Ausführung ist insbesondere dann besonders bevorzugt, wenn durch eine solche dielektrische Substanz, welche beispielsweise als Schicht auf das Glas- oder Glaskeramikelement aufgebracht wurde, die Eigenfarbe des Glas- oder Glaskeramikelements kompensiert werden soll. Ist beispielsweise das Glaskeramikelement in Transmission orange-braun gefärbt, so wird weißes oder blaues Licht einer Leuchtquelle, welche vom Betrachter aus gesehen hinter der Glaskeramik angeordnet ist, nicht weiß oder blau wahrgenommen. Durch die blaue oder bläuliche Färbung der dielektrischen Substanz kann die Eigenfarbe der Glaskeramik kompensiert werden, sodass beispielsweise weißes Licht auch als solches wahrgenommen wird.Such an embodiment is particularly preferred in particular if the intrinsic color of the glass or glass ceramic element is to be compensated by such a dielectric substance which has been applied, for example, as a layer to the glass or glass ceramic element. If, for example, the glass ceramic element is colored orange-brown in transmission, then white or blue light of a light source, which is arranged behind the glass ceramic as seen by the observer, is not perceived as white or blue. The blue or bluish coloring of the dielectric substance makes it possible to compensate for the intrinsic color of the glass ceramic, so that, for example, white light is also perceived as such.
Gemäß einer nochmals weiteren Ausführungsform der Erfindung ist mindestens eine weitere Schicht in Kontakt mit der dielektrischen Substanz.According to yet another embodiment of the invention, at least one further layer is in contact with the dielectric substance.
Dabei ist die mindestens eine weitere Schicht bevorzugt ausgebildet als Farbkompensationsschicht und/oder als Maskierungsschicht und/oder als sonstige funktionelle Schicht. Beispielsweise kann die weitere Schicht als elektrisch leitfähige Schicht ausgebildet vorliegen.In this case, the at least one further layer is preferably formed as a color compensation layer and / or as a masking layer and / or as another functional layer. For example, the further layer may be formed as an electrically conductive layer.
Das erfindungsgemäße Glas- oder Glaskeramikelement kann erhalten werden nach einem Verfahren, welches die folgenden Schritte umfasst:
- - Bereitstellen eines Glas- oder Glaskeramikelements, welches eine glatte Oberseite sowie eine strukturierte Unterseite aufweist. Dabei beträgt die Strukturhöhe hv der Unterseite vor der Durchführung des Verfahrens zwischen 80 µm und 120 µm.
- - Bereitstellen eines Lackes, welcher eine Viskosität zwischen 1500 mPas und 2500 mPas, bevorzugt zwischen 1900 mPas und 2300 mPas, bei einer Temperatur von 25°C aufweist.
- - Aufbringen des Lacks. Der Lack wird in zumindest einem Bereich der Unterseite des Glas- oder Glaskeramikelements so aufgebracht, dass in diesem Bereich die Strukturtäler zumindest partiell aufgefüllt werden.
- - Aushärten des Lacks. Der Lack wird dabei so ausgehärtet, dass in dem mit dem Lack belegten Bereich eine dielektrische Substanz vorliegt, welche die Strukturtäler der Struktur lediglich partiell ausfüllt, sodass die mittlere Strukturhöhe hn der Struktur der Unterseite nur noch zwischen 5 % bis 95 %, bevorzugt zwischen 5 % und 60 % und besonders bevorzugt zwischen 15 % und 50 % der Strukturhöhe hv vor Einbringen der dielektrischen Substanz beträgt.
- - Providing a glass or glass ceramic element, which has a smooth top and a textured bottom. In this case, the structural height h v of the underside before the implementation of the method is between 80 μm and 120 μm.
- - Providing a paint, which has a viscosity between 1500 mPas and 2500 mPas, preferably between 1900 mPas and 2300 mPas, at a temperature of 25 ° C.
- - Applying the paint. The paint is applied in at least one region of the underside of the glass or glass ceramic element so that the structural valleys are at least partially filled in this area.
- - curing of the paint. The paint is cured so that there is a dielectric substance in the area covered with the paint, which only partially fills the structural valleys of the structure, so that the average structural height h n of the structure of the underside is only between 5% to 95%, preferably between 5% and 60% and more preferably between 15% and 50% of the structural height h v before introduction of the dielectric substance.
Dabei kann im Zeitraum zwischen dem Auftrag des Lacks und vor dessen Aushärtung der Füllgrad der Strukturtäler auch 1 betragen, also die Struktur durch den Lack vollständig aufgefüllt vorliegen. Durch die Aushärtung des Lacks kommt es aber zu Schrumpfungsprozessen, beispielsweise durch die Verdunstung eines oder mehrerer Lösungsmittel, so dass nach Aushärtung die Strukturtäler lediglich partiell verfüllt vorliegen. In this case, in the period between the application of the paint and before its curing, the degree of filling of the structure valleys also be 1, so the structure is completely filled by the paint. The curing of the paint but it comes to shrinkage processes, for example by the evaporation of one or more solvents, so that after curing, the structure valleys are only partially filled.
Als Lack wird dabei im Rahmen der vorliegenden Anmeldung ein flüssiges Beschichtungsmittel verstanden. Aus diesem Lack entsteht im Rahmen eines physikalischen und/oder chemischen Aushärtungsprozesses dann die dielektrische Substanz, d.h. die dielektrische Substanz kann als herstellbar aus einem ausgehärteten Lack (oder ausgehärteten Beschichtungsmittel) verstanden werden.As a paint is understood in the context of the present application, a liquid coating composition. From this varnish, the dielectric substance is then produced as part of a physical and / or chemical curing process, i. the dielectric substance can be understood to be producible from a cured lacquer (or hardened coating agent).
Die Aushärtung des Lacks kann thermisch, aber auch mittels IR-oder UV-Strahlung erfolgen.The curing of the paint can be done thermally, but also by means of IR or UV radiation.
Prinzipiell sind allerdings auch andere Aufbringungsmethoden vorstellbar. Beispielsweise ist es möglich, den Lack mittels anderer üblicher Flüssigbeschichtungsverfahren aufzutragen, beispielsweise mittels Rakeln, Fluten, Walzen, Spin-Coaten, Ink Jet oder Gießen.In principle, however, other application methods are conceivable. For example, it is possible to apply the paint by means of other conventional liquid coating methods, for example by means of doctoring, flooding, rolling, spin coating, ink jet or casting.
Das Aufbringen des Lacks erfolgt gemäß einer Ausführungsform der Erfindung so, dass die Dicke der auf die Strukturspitzen aufgebrachten dielektrischen Substanz im ausgehärteten Zustand zwischen 0 % und 25 % der der maximalen Dicke der dielektrischen Substanz in den Strukturtälern entspricht. Beispielsweise ist es möglich, dass die Strukturspitzen vollständig unbeschichtet vorliegen. Allerdings ist es ebenfalls möglich, dass die Strukturspitzen zumindest partiell eine Belegung mit der dielektrischen Substanz aufweisen. Die maximale Dicke dieser dielektrischen Substanz auf den Strukturspitzen ist dabei allerdings immer geringer als die maximale Dicke der dielektrischen Substanz in den Tälern der Struktur. The application of the lacquer according to an embodiment of the invention is such that the thickness of the dielectric substance applied to the structure tips in the cured state corresponds to between 0% and 25% of the maximum thickness of the dielectric substance in the structure valleys. For example, it is possible that the structure tips are completely uncoated. However, it is likewise possible for the structure tips to have at least partial coverage with the dielectric substance. However, the maximum thickness of this dielectric substance on the structure tips is always less than the maximum thickness of the dielectric substance in the valleys of the structure.
Beispielsweise kann die maximale Dicke der dielektrischen Substanz in den Strukturtälern 100 µm betragen. In diesem Falle läge die maximale Dicke der dielektrischen Substanz auf den Strukturspitzen bei 25 µm; es wäre allerdings auch möglich, dass die maximale Dicke lediglich 10 µm betrüge. Weiterhin könnten die Strukturspitzen auch vollständig frei von einer dielektrischen Substanz vorliegen.For example, the maximum thickness of the dielectric substance in the structure valleys may be 100 μm. In this case, the maximum thickness of the dielectric substance on the structure tips would be 25 μm; However, it would also be possible that the maximum thickness was only 10 microns. Furthermore, the structure tips could also be completely free of a dielectric substance.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weisen die Strukturspitzen folglich keine Belegung mit der dielektrischen Substanz auf.Consequently, according to a further embodiment of the invention, the structure tips do not have an occupancy with the dielectric substance.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst der Lack zwischen 95 Gew.-% und 99,5 Gew.-% eines Silikonharzes, vorzugsweise eines funktionalisierten Silikonharzes, sowie zwischen 5 Gew.-% und 0,5 Gew.-% mindestens eines grenzflächenaktiven Additivs. Weiterhin weist das Silikonharz bis zu 25 Gew.-% Lösungsmittel auf.According to a further embodiment of the invention, the lacquer comprises between 95% by weight and 99.5% by weight of a silicone resin, preferably of a functionalized silicone resin, and between 5% by weight and 0.5% by weight of at least one surface-active additive , Furthermore, the silicone resin up to 25 wt .-% solvent.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden als Silikonharz dabei Verbindungen bezeichnet, in welchen vernetzbare Moleküle vorliegen, wobei diese Moleküle Siliziumatome aufweisen, welche durch Sauerstoffatome miteinander verbunden sind. Weiterhin weisen diese Stoffe noch zusätzlich organische Bestandteile auf, die ebenfalls an die Siliziumatome gebunden sind, sowie gegebenenfalls noch weitere organische funktionale Gruppen. Ein solches Silikonharz ist in der Lage, unter Polymerisierung auszuhärten. Mithin umfasst der Begriff des Silikonharzes auch organische Polysiloxane.In the context of the present invention, the silicone resin referred to here are compounds in which crosslinkable molecules are present, these molecules having silicon atoms which are linked to one another by oxygen atoms. Furthermore, these substances additionally have organic constituents which are likewise bonded to the silicon atoms, and optionally further organic functional groups. Such a silicone resin is capable of curing under polymerization. Thus, the term silicone resin also includes organic polysiloxanes.
Als grenzflächenaktives Additiv wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Substanz verstanden, welche einem flüssigen Beschichtungsmittel in geringen Mengen, also im Bereich von 5 Gew.-% oder weniger, bezogen auf die Gesamtmasse des Beschichtungsmittels, zugesetzt wird, um den Gehalt an Blasen oder einer Zusammenballung von Blasen (Schaum) im Beschichtungsmittel zu mindern, beispielsweise durch die Auflösung bereits vorhandener Blasen. Insbesondere sind sogenannte entschäumende und entlüftende Additive als grenzflächenaktive Additive im Sinne der vorliegenden Erfindung zu verstehen.In the context of the present invention, a surface-active additive is understood as meaning a substance which is added to a liquid coating agent in small amounts, that is to say in the range of 5% by weight or less, based on the total mass of the coating agent, in order to reduce the content of bubbles or bubbles Aggregation of bubbles (foam) in the coating to reduce, for example, by the resolution of existing bubbles. In particular, so-called defoaming and deaerating additives are to be understood as surface-active additives for the purposes of the present invention.
Insbesondere ist es möglich, dass nicht nur ein solches grenzflächenaktives Additiv Einsatz findet, sondern ein Gemisch solcher Additive zur Anwendung kommt. In diesem Falle beträgt gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung der Gesamtgehalt an grenzflächenaktiven Additiven im Lack zwischen 0,5 Gew.-% und 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Beschichtungsmittels.In particular, it is possible that not only such a surface-active additive is used, but a mixture of such additives is used. In this case, according to a further embodiment of the invention, the total content of surface-active additives in the paint between 0.5 wt .-% and 5 wt .-%, based on the total weight of the coating composition.
Darüber hinaus kann der Lack weitere Additive enthalten, beispielsweise funktionalisierte Silane und/oder Silikone.In addition, the paint may contain other additives, such as functionalized silanes and / or silicones.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Aushärtung des Lacks thermisch, bevorzugt bei einer Temperatur zwischen 150°C und 250°C. Bevorzugt beträgt die Dauer der Aushärtung zwischen 10 min und 2 h, bevorzugt 0,5 h bis 1 h. According to a further embodiment of the invention, the curing of the paint takes place thermally, preferably at a temperature between 150 ° C and 250 ° C. The duration of the curing is preferably between 10 minutes and 2 hours, preferably 0.5 hours to 1 hour.
Gemäß einer nochmals weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst der Lack weiterhin mindestens einen Farbstoff und/oder ein Pigment, wobei das Pigment einen d50 von 100 nm oder weniger aufweist. Bevorzugt umfasst der Lack einen Farbstoff und/oder ein Pigment, bei denen der Absorptionskoeffizient für elektromagnetische Strahlung im Wellenlängenbereich von 530 nm bis 630 nm geringer ist als im Wellenlängenbereich von 380 nm bis 530 nm sowie im Wellenlängenbereich von 530 nm bis 780 nm. Der Farbstoff und/oder das Pigment verleihen dem Lack und/oder der nach Aushärtung daraus resultierenden dielektrischen Substanz mithin eine blaue Färbung.According to yet another embodiment of the invention, the coating further comprises at least one dye and / or pigment, wherein the pigment has a d 50 of 100 nm or less. The paint preferably comprises a dye and / or a pigment in which the absorption coefficient for electromagnetic radiation in the wavelength range from 530 nm to 630 nm is less than in the wavelength range from 380 nm to 530 nm and in the wavelength range from 530 nm to 780 nm and / or the pigment thus impart a blue color to the paint and / or the dielectric substance resulting therefrom after curing.
BeispieleExamples
Im Folgenden ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert.The invention is explained below on the basis of exemplary embodiments.
Ausführungsbeispiel 1
99 g eines polyestermodifizierten Silikonharzes werden mit 1 g einer Lösung eines Fluorsilikons, also eines grenzflächenaktiven Additivs, versetzt. Der entstandene Lack weist bei 25°C eine Viskosität von 2150 mPas auf. Der Lack wurde mittels Siebdruck mit einem 24er Sieb aufgetragen. Anschließend erfolgte die Aushärtung bei 200°C für 1 h.99 g of a polyester-modified silicone resin are mixed with 1 g of a solution of a fluorosilicone, ie a surface-active additive. The resulting paint has a viscosity of 2150 mPas at 25 ° C. The paint was applied by screen printing with a 24er sieve. Subsequently, the curing was carried out at 200 ° C for 1 h.
Die erhaltene Schicht weist eine Oberflächenenergie von 33 mN/m auf. Eine unterhalb dieser Schicht angebrachte Anzeigevorrichtung zeigt keine Lichtablenkung. Insbesondere sind die Noppen der Unterseite der Glaskeramik nicht mehr sichtbar, sodass auch hochauflösende Displays mit einer Pixeldichte von bis zu 210 dpi verwendet werden können. Die Transmission für elektromagnetische Strahlung im Wellenlängenbereich von 380 nm bis 780 nm der mit der dielektrischen Substanz belegten Glaskeramik und der nicht belegten Glaskeramik weichen um höchstens 5 Prozentpunkte voneinander ab.The resulting layer has a surface energy of 33 mN / m. A mounted below this layer display device shows no light deflection. In particular, the nubs on the underside of the glass ceramic are no longer visible, so that even high-resolution displays with a pixel density of up to 210 dpi can be used. The transmission for electromagnetic radiation in the wavelength range from 380 nm to 780 nm of the glass ceramic occupied by the dielectric substance and the unoccupied glass ceramic deviates by at most 5 percentage points from each other.
Ausführungsbeispiel 2
97 g eines polyestermodifizierten Silikonharzes werden mit 3 g einer Lösung eines Fluorsilikons in 2,6-Dimethyl-4-heptanon, also eines grenzflächenaktiven Additivs, versetzt. Der entstandene Lack weist bei 25°C eine Viskosität von 2020 mPas auf. Der Lack wurde mittels Siebdruck mit einem 24er Sieb aufgetragen. Anschließend erfolgte die Aushärtung bei 200°C für 1 h.97 g of a polyester-modified silicone resin are mixed with 3 g of a solution of a fluorosilicone in 2,6-dimethyl-4-heptanone, ie a surfactant additive. The resulting paint at 25 ° C has a viscosity of 2020 mPas. The paint was applied by screen printing with a 24er sieve. Subsequently, the curing was carried out at 200 ° C for 1 h.
Die erhaltene Schicht weist eine Oberflächenenergie von 33 mN/m auf. Eine unterhalb dieser Schicht angebrachte Anzeigevorrichtung zeigt keine Lichtablenkung. Insbesondere sind die Noppen der Unterseite der Glaskeramik nicht mehr sichtbar, sodass auch hochauflösende Displays mit einer mit einer Auflösung von bis zu 210 dpi verwendet werden können. Die Transmission für elektromagnetische Strahlung im Wellenlängenbereich von 380 nm bis 780 nm der mit der dielektrischen Substanz belegten Glaskeramik und der nicht belegten Glaskeramik weichen um höchstens 5 Prozentpunkte voneinander ab.The resulting layer has a surface energy of 33 mN / m. A mounted below this layer display device shows no light deflection. In particular, the nubs on the underside of the glass ceramic are no longer visible, so that even high-resolution displays with a resolution of up to 210 dpi can be used. The transmission for electromagnetic radiation in the wavelength range from 380 nm to 780 nm of the glass ceramic occupied by the dielectric substance and the unoccupied glass ceramic deviates by at most 5 percentage points from each other.
Ausführungsbeispiel 3
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Glas- oder Glaskeramikelemente mit lediglich partieller Auffüllung der Strukturen besteht darin, dass durch die lediglich partielle Auffüllung dieser Strukturen die Dicke des Glases bzw. der Glaskeramik nicht verändert wird. Diese Dicke ergibt sich hierbei als Abstand zwischen der glatten Oberseite des Glas- oder Glaskeramikelements und den Strukturspitzen von dessen strukturierter Unterseite. Weiterhin werden durch die spezielle Ausgestaltung der Schicht auch die dielektrischen Eigenschaften des unbeschichteten Substrates nicht bzw. lediglich im Rahmen der Messgenauigkeit der verwendeten Messverfahren verändert. Dies wird beispielhaft an den Messwerten die für das Ausführungsbeispiel 3 der vorliegenden Erfindung erhalten wurden, erläutert.A particular advantage of the glass or glass ceramic elements according to the invention with only partial filling of the structures is that the thickness of the glass or of the glass ceramic is not changed by the only partial filling of these structures. This thickness results here as a distance between the smooth upper surface of the glass or glass ceramic element and the structural tips of its structured underside. Furthermore, due to the special configuration of the layer, the dielectric properties of the uncoated substrate are not changed or only within the scope of the measuring accuracy of the measuring methods used. This is exemplified by the measured values obtained for
Bei Ausführungsbeispiel 3 (AB 3) handelt es sich um die Glaskeramik HighTrans eco, bei welcher die Noppenstruktur der Unterseite lediglich partiell so aufgefüllt wurde, dass nur in den Strukturtälern die dielektrische Substanz, hier beispielhaft ausgebildet als Silikonharz, vorhanden ist, aber die Spitzen der Struktur, also hier die Noppensitzen, nicht mit der dielektrischen Substanz belegt sind. An dieser Probe wurden die relative Dielektrizitätskonstante εR, der Verlustfaktor tan δ sowie die resultierende Kapazität Cp und die entsprechende Flächenkapazität Cp/A ermittelt. Diese Daten finden sich in der folgenden Tabelle. Weiterhin sind zum Vergleich die entsprechenden Werte für eine nicht mit einer dielektrischen Substanz belegte Glaskeramik (Vergleichsbeispiel VB 1) sowie für eine Glaskeramik, welche mit einer dielektrischen Beschichtung des Standes der Technik, also mit einer die Strukturen komplett ausfüllenden und diese bedeckenden dielektrischen Substanz versehen ist (Vergleichsbeispiel VB 2) .
Tabelle 1
Die Werte für die relative Dielektrizitätskonstante sowie für den Verlustfaktor wurden hierbei mit Hilfe der komplexen Impedanzspektroskopie bei einer Frequenz von 1 MHz ermittelt. Dazu wurde das Messgerät ALPHA-Analyzer der Firma Novocontrol verwendet. Die Bestimmung erfolgte an jeweils drei Proben, welche zur Kontaktierung beidseitig mit Leitsilber beschichtet wurden (sogenannte Pseudo-Vierpunkt-Kontaktierung). Die Messungen erfolgten jeweils bei 25°C.The values for the relative dielectric constant as well as for the loss factor were determined here by means of complex impedance spectroscopy at a frequency of 1 MHz. The ALPHA Analyzer from Novocontrol was used for this purpose. The determination was carried out on three samples each, which were coated on both sides with conductive silver for contacting (so-called pseudo-four-point contact). The measurements were carried out at 25 ° C.
Es ist ersichtlich, dass sich die Werte zwischen der nicht belegten Referenz des Vergleichsbeispiels 1 sowie dem Ausführungsbeispiel 3 lediglich im Rahmen der Messgenauigkeit voneinander unterscheiden. Zwar weisen die beiden Proben eine unterschiedliche Dicke auf, wobei der Unterschied in der Dicke hier jedoch lediglich im Rahmen der üblichen fertigungstechnischen Toleranzen für die Herstellung einer genoppten Glas- oder Glaskeramikscheibe liegt und nicht auf die Belegung mit der dielektrischen Substanz zurückzuführen ist. Der Unterschied in der Dicke und den Materialkonstanten sowie der Flächenkapazität zwischen Ausführungsbeispiel 3 und Vergleichsbeispiel 2 beruht dagegen auf der vollständigen Verfüllung der Strukturen der Unterseite bei Vergleichsbeispiel 2 im Gegensatz zur lediglich partiellen Verfüllung des Ausführungsbeispiels 3.It can be seen that the values between the unoccupied reference of Comparative Example 1 and
Figurenlistelist of figures
Nachfolgend wird zur genaueren Erläuterung der Erfindung auf die beigeschlossenen Figuren Bezug genommen. In den Figuren verweisen gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder entsprechende Elemente.Hereinafter, for a more detailed explanation of the invention reference is made to the enclosed figures. In the figures, like reference numerals refer to like or corresponding elements.
Es zeigen
-
1 bis 3 Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Glas- oder Glaskeramikelements, -
4 und5 Transmissionskurven unterschiedlicher Glaskeramikelemente, -
6 und7 topographische Darstellungen der Unterseite erfindungsgemäßer Glas- oder Glaskeramikelemente, sowie -
8 bis 10 elektronenmikroskopische Abbildungen erfindungsgemäßer Glas- oder Glaskeramikelemente mit partiell verfüllter Struktur.
-
1 to3 Embodiments of a glass or glass ceramic element according to the invention, -
4 and5 Transmission curves of different glass ceramic elements, -
6 and7 Topographical representations of the bottom of inventive glass or glass ceramic elements, and -
8th to10 Electronmicroscopic images of inventive glass or glass ceramic elements with partially filled structure.
In
Weiterhin weist das Glas- oder Glaskeramikelement der vorliegenden Erfindung eine Unterseite
Die Strukturen
Weiterhin weist das Glas- oder Glaskeramikelement
Weiterhin ist es möglich, dass die dielektrischen Substanz 3 ein Farbmittel, beispielsweise ein Farbstoff oder ein Pigment, umfasst, wobei das Pigment einen d50 von 100 µm oder weniger aufweist. Bevorzugt handelt es sich dabei um einen Farbstoff oder um ein Pigment, welches dem Lack eine blaue oder bläuliche Färbung verleiht. Auf diese Weise ist es möglich, die Eigenfarbe eines Glases oder eines Glaskeramikelements zu kompensieren, sodass beispielsweise farbneutrale Leuchtelemente auch als solche wahrgenommen werden können.Furthermore, it is possible that the
Aus diesem Grund zeigt
Aus den
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 -1 -
- Glas- oder GlaskeramikelementGlass or glass ceramic element
- 11 -11 -
- Oberseite des Glas- oder GlaskeramikelementsTop of the glass or glass ceramic element
- 12 -12 -
- Unterseite des Glas- oder GlaskeramikelementsBottom of the glass or glass ceramic element
- 2 -2 -
- Strukturstructure
- 21 -21 -
- Strukturspitzestructure tip
- 22 -22 -
- StrukturtalStrukturtal
- 3 -3 -
- dielektrische Substanzdielectric substance
- 4 -4 -
- Bereich mit verminderter StreuungArea with reduced scattering
- 5 -5 -
- weitere Schicht, beispielsweise Farbkompensationsschicht, Maskierungsschicht, sonstige funktionelle Schichtfurther layer, for example color compensation layer, masking layer, other functional layer
- 6, 6a -6, 6a -
- Transmissionskurven eines Glas- oder Glaskeramikelements ohne verfüllte StrukturTransmission curves of a glass or glass ceramic element without a filled structure
- 7, 7a -7, 7a -
-
Transmissionskurven eines Glas- oder Glaskeramikelements in Bereich 4Transmittance curves of a glass or glass ceramic element in
area 4 - 8, 8a -8, 8a -
-
Transmissionskurven eines Glas- oder Glaskeramikelements in Bereich
4 nach TemperaturbelastungTransmission curves of a glass or glass ceramic element inarea 4 after temperature load
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